Medidor de caudal Gilflo ILVA. para vapor, líquidos y gases

Transcripción

1 Medidor de caudal para vapor, líquidos y gases

2 El medidor de caudal (In Line Variable Area)... es un desarrollo revolucionario de la reconocida familia de medidores de caudal Gilflo que ha sido utilizada durante más de 25 años para medir caudales en aplicaciones industriales. Usando el mismo singular principio de funcionamiento pero incorporando una serie de cambios significativos, el medidor de caudal está perfectamente adaptado para trabajar con la mayoría de fluidos industriales incluidos el vapor y gases. Disponemos de una gama completa de sensores e instrumentación electrónica para completar la gama de medidores de caudal convirtiéndolos en los medidores de caudal más versatiles del mercado. Por qué se instalan medidores de caudal? Las principales razones de la instalación de medidores de caudal en la planta industrial son: Calidad del producto Control directo del coste D Medidor 6 D 3 D 6 diámetros al proporcionar información de gestión, permite que una planta trabaje con el máximo de eficacia y por tanto asegurando que se mantenga la calidad del producto de la manera más económica. Se pueden utilizar para calcular directamente el coste de las materias primas o las fuentes de energía (como aire comprimido). Como funciona el medidor de caudal Al igual que otros medidores de caudal de presión diferencial, tales como medidores de placa de orificio o venturi, el elemento principal del medidor de caudal utiliza el teorema de conservación de energía en un caudal de fluido a través de una tubería. Funciona con el reconocido principio de área variable con resorte cargado (SLVA) en la que el área de un orificio anular varía continuamente mediante un cono móvil. Un cono situado en el centro, libre para desplazarse axialmente contra la resistencia de un resorte de compresión precisa. Esto produce un diferencial de presión a través del orificio anular que es detectado por un transmisor conectado a unos orificios en el Dp cuerpo del medidor. Esta diferencia de presión se puede utilizar para calcular instantáneamente un caudal basándose en el teorema de Bernoulli. El diseño singular del medidor de caudal incrementa enormemente las posibilidades de una medición de presión diferencial del flujo. La clave del rendimiento excepcional de los medidores de caudal reside en el diseño del orificio y del cono para minimizar los efectos del perfil de la velocidad aguas arriba y al mismo tiempo proporciona una medición de un rango excepcionalmente alto basado en las velocidades que se puedan conseguir en la línea. Ventajas de la instalación Para que en la práctica se consiga la precisión y repitibilidad reivindicada por el fabricante, es imprescindible la correcta instalación de cualquier tipo de medidor de caudal. Todos los modelos de medidores de caudal requieren un tramo recto de una longitud determinada, sin interrupciones, de tubería del tamaño del medidor, aguas arriba y aguas abajo del punto de instalación. En la práctica, nos encontramos a menudo con limitaciones de espacio que pueden restringir el lugar y como instalar el medidor. Por esta razón es muy importante estudiar lo antes posible donde colocar el medidor. El diseño único de montaje entre bridas del medidor de caudal, permite la instalación en tramos más cortos que para cualquier otro tipo de medidor. A menudo, se puede instalar un medidor de caudal en líneas que nunca fueron diseñadas para aceptar un medidor de caudal. Turbina hasta 30 diámetros Vortex Placa orificio hasta 30 diámetros hasta 30 diámetros Número de diámetros de tubería recta aguas arriba

3 La importancia del rango de medición Medidor de caudal de DN150 con 5 bar r de vapor saturado Medidor vortex Ventaja de un rango de medición grande en caudales bajos Medidor de caudal 0, ,8 3 Velocidad mínima m / s Para asegurar que la información recogida es precisa, sean cuales sean las condiciones del proceso o de demanda, es imprescindible que el medidor de caudal sea capaz de satisfacer su especificación en todo su rango de trabajo desde caudales mínimos, por ejemplo fines de semana, hasta la máxima demanda del proceso. Como, a menudo, la demanda real se desconoce o puede tener grandes variaciones, un medidor de caudal deberá tener el mayor rango de medición posible basado en las condiciones de flujo reales. Hay que tener gran cuidado que los rangos de medición estén basados en velocidades de caudal reales. Por ejemplo, los sistemas de vapor deben estar dimensionados con una velocidad máxima de caudal de aproximadamente 35 m/s... velocidades mayores pueden causar erosión y problemas de ruido en el sistema. Rangos de medición para velocidades de 35 m/ s 0 Turbina típica 10:1 Oríficio 4:1 Gilflo flowmeter Vortex hasta 15:1 dependiendo de las condiciones de trabajo :1 Caudal instantáneo kg / h Caudal instantáneo real Error de caudal acumulado totalizado Placa orificio Horas funcionamiento Caudal instantáneo inferior a 250 kg / h (1 000 kg / h 4) Este gráfico muestra una curva típica de demanda de vapor caracterizada por un alto consumo inicial y una demanda variable a lo largo del día. Un medidor de placa de orificio, con rango de medición de 4: es dimensionado para el pico de kg/h. Cualquier consumo inferior a 250 kg / h 500 no será contabilizado, o en el mejor de los casos, medido Umbral con con un error significativo. En el rango 4:1 este caso kg no han sido contabilizados. El medidor, con su rango de 100:1 elimina completamente este tipo de error. Error acumulado kg Compensación de densidad Es difícil encontrar sistemas de vapor en los que la presión se mantenga constante. Si estas variaciones no se tienen en cuenta, se corre el riesgo de obtener resultados erróneos. La compensación automática de densidad elimina estos errores y permite obtener medidas precisas para cualquier presión de trabajo. (Ver diagrama) Caudal instantáneo kg/ h Caudal instantáneo real 8 Presión real del sistema Error de caudal acumulado totalizado Horas funcionamiento En este ejemplo, el medidor no compensado está ajustado a 6 bar r. La presión real en el sistema varia a lo largo del día, por lo que los errores acumulados pueden ser elevados, tal y como muestra la figura. Esto es típico en la mayoría de los sistemas de vapor. Presión bar r Error acumulado kg 3

4 Medidores de caudal... tecnología demostrada en una nueva presentación. Más de 5 años de experiencia en más de instalaciones, han establecido sólidamente la tecnología que hace que los medidores de caudal Gilflo tengan su inigualable rango de medición y una instalación ultra compacta. Ahora los medidores de caudal utilizan esta valiosa experiencia en un diseño de montaje entre bridas reduciendo el coste. Diseñado y respaldado por el apoyo mundial de Spirax Sarco,el medidor de caudal es la elección lógica. Diseño de montaje entre bridas De construcción enteramente en acero inoxidable. Dirección del flujo 4

5 Rangos disponibles Tamaños DN50 (2") hasta DN200 (8") Construcción del cuerpo enteramente en acero inoxidable 316L Rango de presión igual a las especificaciones de las bridas Temperaturas hasta 450 C Aplicaciones Mediciones de coste para gestión de energía Gestión de consumo por secciones Aplicaciones de proceso y control Control de carga de caldera Fluidos que pueden ser medidos Vapor saturado Revaporizado Condensado Gas natural Nitrógeno Dióxido de carbono Aire comprimido Etileno Fuel oil 1 Construcción integral de gran robustez. 2 Aletas de alineación para su fácil instalación. 3 Cono de precisión Resorte de precisión de aleación de niquel y cobalto, trabaja hasta con 450 C sin deformación. Tuerca de ajuste del cono en su fabricación. Equipo de calibración Gilflo, Spirax Sarco, Cheltenham, Inglaterra Beneficios para el usuario Apropiado para la mayoría de fluidos industriales. Excelente rango de medición 100:1. Alta precisión, ± 1% de la lectura Tope para evitar daños por oscilaciones o caudales excesivos. Instalación ultra compacta, solo requiere 6 diámetros de tubería aguas arriba y tres aguas abajo. Diseño de montaje entre bridas para fácil instalación. 7 Orificio de entrada cónico para máxima capacidad. No requiere costosos cambios de diámetro de tubería para conseguir un rendimiento con caudales bajos. 8 9 Roscas incorporadas en el cuerpo del medidor para su fácil instalación. Tope para evitar daños por flujo inverso. Gama completa de electrónica de soporte. Intrínsecamente seguro para uso en zonas de peligro. Electrónica remota para un funcionamiento fiable. Fiabilidad demostrada con más de 25 años de experiencia. Diseñado y fabricado por Spirax Sarco, una empresa con aprobación BS 5750 / ISO

6 Medidores de caudal... configuración del sistema y equipos asociados Transmisor de temperatura EL2230 Los procesadores M240G (vapor) y M250G (gas) proporcionan información completa de caudal, presión y temperatura. Compensación de densidad completa, hasta 99 bar r / 500 C. Transmisor de presión EL2600 Válvulas de aislamiento F50C Transmisor de presión diferencial M610 Linearización de la señal del Gilflo. Montaje en muro o panel. Pantalla iluminada de fácil lectura. Alarmas para caudal, presión y temperatura del fluido. Procesador M200 4 temporizadores independientes. Salidas estándar analógicas, impulsos y EIA232C. El transmisor másico de presión diferencial para vapor M640 proporciona una salida de densidad compensada de 4-20 ma. Linearización de la señal del Gilflo. Unidad visualizadora M700 Válvulas de aislamiento F50C Transmisor másico de presión diferencial para vapor M640 Ideal para aplicaciones en las que la compensación de densidad es esencial. Apropiado para el uso hasta 74 bar r de vapor saturado. HART 5.2 incorporado. Visualizador local opcional. Intrínsecamente seguro. El visualizador M700 muestra el flujo total y el caudal. Apropiado para el uso con vapor y la mayoría de líquidos industriales. Unidad visualizadora M700 Válvulas de aislamiento F50C Transmisor de presión diferencial M610 Nota: Las ilustraciones son esquemáticas. Vean las Instrucciones de Instalación y Mantenimiento para más detalles. Ideal para aplicaciones en las que la densidad es constante. Se suministra preprogramado. Configurable por el usuario. Linearización de la señal del Gilflo. Dispone de opciones de retransmisión de caudal instantaneo y / o caudal totalizado. Pantalla iluminada de fácil lectura. Montaje en panel como estándar. 6

7 Calibración de los medidores de caudal Todos los medidores de caudal han sido calibrados en el banco de pruebas de alta precisión en la fabrica de Spirax Sarco en Cheltenham, Inglaterra. Diseñado y construidos por ingenieros de Spirax Sarco con la colaboración de UK National Engineering Laboratories, aseguran que cada medidor de caudal alcanza el estándar más alto de precisión. Algunas de las características principales de la instalación son: Capacidad del sistema de calibración: 50 mm a 300 mm. Métodos de referencia: gravimétricos y medidores electromagnéticos estándar. Capacidad de caudal: hasta litros / min de agua. Tubería: enteramente en acero inoxidable 316L con tramos rectos aguas arriba y aguas abajo superiores a los recomendados. Caudal equivalente de agua Q E Unidades de masa M Líquidos Q E = ÖSG Dimensionado y selección del medidor Unidades de volumen Q E = Q L ÖSG Gases y vapor Q E = M D Q E = Q F (condiciones Ö D F F Ö de línea) Gases Q E = M D Q E = Q S P S x S x T F condiciones D S x P F T x S Ö P F T S estándar Ö1 000 P S T F Ubicación del medidor: fijación adecuada para un centrado correcto en la tubería para asegurar una calibración precisa. Recolección de datos: archiva todos los datos de caudal electrónicamente para una futura referencia / recalibración. Documentación de calibración: Documentación completa de calibrado acompaña a cada medidor. Es importante seleccionar el tamaño correcto de medidor de caudal para cada aplicación en particular. Para determinar la capacidad es necesario calcular el caudal equivalente de agua (litros / min) basado en el caudal máximo previsto, a continuación seleccione la unidad más apropiada a su aplicación usando las siguientes tablas. También puede consultar con Spirax Sarco. Donde: Q E = Caudal equivalente de agua (l / min) M = Caudal másico (kg / min) Q L = Caudal líquido máx. (l / min) Q S = Caudal máx. de gas en condiciones estándar (l / min) Q F = Caudal máx de gas en condiciones de línea (l / min) SG = Gravedad específica D S = Densidad del gas en condiciones estándar (kg / m³) D F = Densidad del gas en condiciones de línea (kg / m³) P S = Presión estándar = 1,013 bar a = 1,033 kg / cm² a = 14,7 psi a P F = Presión de línea con las mismas unidades que P S T S = Temperatura estándar ( C) +273 T F = Temperatura de trabajo ( C) +273 Usando el valor Q E = determinado anteriormente, seleccionar el medidor Gilflo usando la siguiente tabla: Tabla Q E Tipo de medidor Máx. Q Máx. DP litros / minuto Columna de agua DN DN DN DN DN En esta tabla se ve que un medidor de caudal de DN50 sería el adecuado para esta aplicación. Nota: 1 m³ / h = 16,667 litros / min. Ejemplo: Determinar que unidad Gilflo es necesaria para medir el caudal de aire comprimido cuando: 1: Caudal máximo estimado = 500 s m³ / h a 7 bar r y 20 C Nota: Condiciones estándar = 1,013 bar a, 0 C con densidad estándar de 1,29 kg / m³ D 2: Calcular Q E Q E = Q S S x P S x T F Ö P F T S Q 1,29 1, E = (500 x 16,667) x x x Ö , Q E = 110 litros / min. Dimensionado del medidor para vapor saturado - capacidades kg / h Presión vapor bar r DN50 Caudal máximo Caudal mínimo DN80 Caudal máximo Caudal mínimo DN100 Caudal máximo Caudal mínimo DN150 Caudal máximo Caudal mínimo DN200 Caudal máximo Caudal mínimo Nota: Los caudales máximos han sido calculados con una presión diferencial a través del medidor de 498 mbar (200" H 2 O). 7

8 Diseño del resorte Gilflo El diseño y fabricación del resorte en el medidor de caudal es fundamental para asegurar su precisión y rendimiento a largo plazo. Fabricado con una aleación 'aerospacial' Iconel X750, usada extensivamente en componentes de turbinas a reacción por su rendimiento excepcional con altas temperaturas. Durante la fabricación, todos los resortes han sido sometidos a una temperatura de 650 C durante 4 horas. Todos los resortes han sido ajustados en caliente a 460 C después de su fabricación para eliminar cualquier deformación a temperaturas altas. Los niveles de esfuerzo de diseño están comprendidos entre el 11% y 30% UTS... la mayoría de los resortes están diseñados para niveles de esfuerzo de alrededor de 60%. Todos los medidores de caudal incorporan topes para prevenir la fatiga del resorte en condiciones de sobrecarga. Miles de instalaciones han demostrado la integridad del diseño y fabricación del resorte. Especificación Principio de trabajo Area variable cargada por resorte con salida de presión diferencial proporcional al caudal. Condiciones límite Presión / temperatura según ANSI 600 (acero al carbono). Tamaños disponibles DN50, 80, 100, 150, 200 BS 4504 PN16, PN25, PN40 BS 10 Tabla H Especificación de bridas ANSI B 16.5 clase 150, 300, 600 JIS 20 KS 20 Cuerpo y partes internas: Acero inoxidable Materiales de construcción Resorte: Inconel X750 Instalación Normalmente en horizontal. Consulte con Spirax Sarco para aplicaciones verticales. Cuando se utiliza conjuntamente con el procesador serie M200 o la unidad visualizadora M700 o el Precisión transmisor másico M640, la precisión es de ± 1% del caudal real en un rango entre 5% y 100% del caudal máximo. Para caudales entre el 1% y 5% del caudal máximo, la precisión es superior al ± 0,1% FSD. Repitilibilidad Superior al 0,25% Caída de presión Inferior a 498 mbar (200 pulgadas de columna de agua) con caudal máximo. no recuperada Dimensiones (aproximades en mm) y Peso Tamaño A B C D E Peso (kg) DN50 35, ,5 2,0 DN80 45, ,5 3,9 DN100 60, ,5 8,3 DN150 75, ,5 14,2 DN200 85, ,5 23,6 D E Nota: las roscas de presión son de ¼" NPT. (Hay 2 a 180 ) Además de la gama ILVA, Spirax Sarco puede suministrar medidores de caudal Gilflo para necesidades especiales como puede ser medición de oxigeno o aplicaciones de muy altas presiones (hasta 206 bar r) en tamaños de DN50 a DN400. Estos poseen bridas, son de construcción tipo recipiente presurizado y están fabricados para satisfacer la mayoría de estándares internacionales de construcción e inspección. Consulte con Spirax Sarco para más detalles. Algunos productos pueden no estar disponibles en ciertos mercados A B C BARCELONA MADRID Sant Feliu de Llobregat Madrid Sant Josep, 130 Polígono El Pla Ronda Caballero de la Mancha, 67 Tel Fax Tel Fax SpiraxSarco@es.SpiraxSarco.com DelegacionMadrid@es.SpiraxSarco.com Internet: Copyright 2003 Spirax Sarco is a registered trademark of Spirax-Sarco Limited 8 Traducción: S. Aguirre de Cárcer SB-P ESP Issue 2